3.4 生态系统的信息传递

教案

一、教学目标

1.举例说出生态系统中的信息传递。

2.概述信息传递在生态系统中的作用。

3.描述信息传递在农业生产中的应用。

二、教学重难点

1.教学重点

概述信息传递在生态系统中的作用。

2.教学难点

概述信息传递在生态系统中的作用。

三、教学过程

【本节聚焦】

1. 生态系统中的信息有哪些类型？
2. 生态系统中的信息传递起着什么作用？
3. 如何运用生态系统的信息传递原理提高农作物产量、进行有害动物的防治？

【导入】问题探讨：1967年，荷兰一位生物学家在研究蜜蜂时，发现蜜蜂在找到蜜源后，可以通过跳圆圈舞或摆尾舞向同伴传递蜜源情况：圆圈舞表明蜜源较近，大约在距蜂箱百米以内；摆尾舞的意思是，蜜源在百米之外的远处，究竟距离多远与摆尾的速度有关。

讨论：1.“100m以内”，对我们来说这几个字的含义就是信息。同样的信息，蜜蜂怎样传递的？

提示：通过跳圆圈舞

2.你还能举出生物间传递信息的其它例子吗？

提示：孔雀开屏、豪猪竖刺等

【一、生态系统中信息的种类】

1.物理信息

（1）概念: 自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息。

（2）举例：见课件

（3）来源：可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。

2.化学信息

(1)概念: 在生命活动中，生物还产生一些可以传递信息的化学物质。

(2)来源: 生物体的代谢产物或分泌物。

(3)实例:如植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的性外激素，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等。

3.行为信息

(1)概念: 动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息。

(2)来源: 动物的特殊行为。

(3)实例: 蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等。

4.信息概述

（1）信息的概念：日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。

（2）信息传播的三要素：

①信息源：信息产生的部位（来自生物或非生物环境）

②信道：信息传播的媒介（空气、水以及其他介质等）

③信息受体：信息接收的生物或其部位（如动物的眼、鼻、耳、皮肤；植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质如光敏色素等）

（3）信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。

特别注意：生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递。

5.生态系统中信息传递的特点

①生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流；

②生态系统中的信息传递既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间；

③多数情况下，信息传递为双向的。

【旁栏思考】想一想，生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？哪些环节构成了一个完整的信息传递过程？

提示:差异主要有以下方面：1.物质循环和能量流动借助于食物链进行，信息传递不依赖与食物链，可在同一个物种内传递，也可在不同物种间传递，还可以在非生物环境与生物体之间传递；2.能量流动的特点是单向流动，物质是可循环利用的，但信息传递往往是双向的，且不能循环利用；完整的信息传递过程包括信息源、信道和信息受体。缺少其中任意一项，信息传递都不能完成。

【检测】下列各项分别属于物理信息的有___________________，属于化学信息的有________，属于行为信息的有_____________    

1.蛛网振动                    2.狼的叫声

3.生物释放红外线           4.蝙蝠回声定位

5.植物分泌的毒素           6.老马识途

7.电鳗放电                    8.昆虫的性信息素

9.适宜光照下植物开花  10.蓟的刺；

11.金龟子遇敌装死     12.遇敌豪猪竖刺

13.飞蛾扑火           14.牛椋鸟跳跃提醒犀牛危险

思考讨论：分析发生在身边的生态系统中的信息传递

如果留心观察就会发现，身边的猫、狗等动物的生活，就离不开信息的传递，其中既有物理信息，也有化学信息与行为信息。请就每种信息各举两个例子，并说明这些信息传递的意义。

思考讨论：生态系统中信息传递的重要性

1、海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波，他们可使用频率超过100KHz的超声波进行“回声定位”。近年来，屡有海豚出现集体自杀现象的报道，已有证据表明人类的舰船海洋开采活动，某些通信工具在海洋中产生了巨大的噪声，会直接干扰海豚的“定位系统”。

2、有些植物（如莴苣、茄、烟草）的种子必须接受某种波长的光信息，才能萌发生长。

3、在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，经过科学家的研究，以分离和鉴定了上千种昆虫信息素，其中大部分是用来传递性信息号的。

4、2001年，科学家在研究植物与植食性昆虫之间的关系时，发现了一个有趣的现象，当烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质，这些化学物质白天可以吸引蛾幼虫的天敌，寄生虫或捕食者，夜间又能驱除夜间活动的雌蛾，使他们不能在植物叶片上停留产卵。

讨论：

1.根据资料，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系。

提示：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。

2.信息传递在种群的繁殖过程中起什么作用？

提示：通过信息传递，雌雄个体才能相互识别、交配，这样才能保证种群的繁衍。说明生物种群的繁衍,离不开信息的传递。

3.资料4中的化学物质能够将几种生物类群联系起来？

提示：将烟草、蛾和蛾幼虫的天敌三种生物联系起来。

4.烟草释放的化学物质，在白天与夜间是否都使它本身受益？

提示：是

5.请根据这些资料，总结信息传递对于生物生存的重要性。

提示：信息传递对生物个体生命活动的正常进行和种群的繁衍都具有重要意义。

【二、信息传递在生态系统中的作用】

1.生命活动的正常进行，离不开信息的作用。

例：①海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为都依赖于超声波；

②莴苣的种子必须接收某种波长的光信息才能萌发；

③动物的换毛现象受光信息的刺激；

2.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递。

例：①在自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花；

②昆虫通过分泌性外激素，引诱异性个体来交配；

3.信息还能调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。

例：①当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可以开始采食的信息；

②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物，兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。

【三、信息传递在农业生产中的应用】

1.提高农畜产品的产量

如：利用模拟的动物信息吸引大量的传粉动物；延长光照时间，刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌，大大提高产蛋率。

2.对有害动物进行控制

如：①利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物；②利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度；③还可以利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降。

【课堂小结】

【练习与应用】

一、概念检测

1.黄鼬（俗称“黄鼠狼”）主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下有关解释不合理的是（        ）

A.释放的臭气是一种化学信息

B.这种气味信息只对黄鼬有利

C.释放臭气有利于黄鼬躲避危险

D.臭气作为信息可调节种间关系

2.“燕燕于飞，差池其羽” “燕燕于飞，上下其音”（《诗经•国风》），燕子表达的是哪一类 信息？

二、拓展应用

机场附近的鸟类严重危害飞行安全，因此有必要进行人工驱鸟。请将以下人工驱鸟的措施按原理进行归类。

①播放鸟类天敌的鸣叫声，②放置无公害的驱鸟剂，③燃放爆竹，④使用激光，⑤架设煤气炮（模拟猜枪的响声和火光），⑥布设鸟类害怕的图案，⑦声光威吓（将爆竹、猎枪声、激光、驱鸟火焰等方法结合）,⑧遥控航模模拟天敌。

上述方法利用物理信息的有                             ,

             利用化学信息的有             ，

             利用行为信息的有                。